(57)【要約】【課題】信号光の分散補償帯域を保ちつつ分散補償量を拡大することが可能で、低損失で透過損失スペクトルの狭窄化が少なく、波形歪みの発生を抑制し、伝送特性の劣化を防止する。【解決手段】本発明の可変分散補償器１００は、基板１０１上に、同じ構成の可変分散補償回路１０２が２個、縦列接続されている。可変分散補償回路１０２は、光入力導波路１０４と、光入力導波路１０４の出力側に接続された第１のスラブ導波路１０６と、第１のスラブ導波路１０６の出力側に複数並設されたチャネル導波路１０８からなるアレイ導波路１１０と、アレイ導波路１１０の出力側に接続された第２のスラブ導波路１１２と、第２のスラブ導波路１１２の出力側に接続された光出力導波路１１４と、アレイ導波路１１０の一部に設けられチャネル導波路１０８毎に設定位相分布を与える位相分布付与部１１６とから構成されている。【選択図】図１
2006146097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板上に形成された可変分散補償回路とを備えた可変分散補償器において、前記可変分散補償回路は、少なくとも１本の光入力導波路と、該光入力導波路の出力側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出力側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャンネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出力側に接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出力側に接続された少なくとも１本の光出力導波路と、前記アレイ導波路に設定位相分布を与える位相分布付与部とを備え、該可変分散補償回路は２つ以上縦列接続されて構成されることを特徴とする可変分散補償器。
【請求項２】
基板と、この基板上に形成された可変分散補償回路とを備えた可変分散補償器において、前記可変分散補償回路は、少なくとも２本の光入力導波路と、該光入力導波路の出力側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出力側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャンネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出力側に接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出力側に接続された少なくとも２本の光出力導波路とを有する光回路と、該光回路の前記アレイ導波路に設定位相分布を与える位相分布付与部と、前記光入力導波路のうち少なくとも１本の光入力導波路と前記光出力導波路の少なくとも１本の光出力導波路とが接続されてなることを特徴とする可変分散補償器。
【請求項３】
前記設定位相分布は、アレイ導波路のチャンネル導波路本数をＭ本（Ｍは正の整数）、チャンネル導波路の配列順に付与したチャンネル導波路番号をｋ（ｋ＝０〜Ｍ−１）としたとき、チャンネル導波路番号ｋの中心（Ｍ−１）／２に対して実質的に線対称となる偶関数的分布としたことを特徴とする請求項１もしくは２に記載の可変分散補償器。
【請求項４】
前記設定位相分布は、係数Ａを含む数１で表される２次関数分布Ｐ（ｋ）としたことを特徴とする請求項３記載の可変分散補償器。
【数１】
2006146097.tif 000017
【請求項５】
前記設定位相分布は、係数Ａを含む数２で表されるＳｉｎ関数分布Ｐ（ｋ）としたことを特徴とする請求項３記載の可変分散補償器。
【数２】
2006146097.tif 000018
【請求項６】
前記設定位相分布は、係数Ａを含む数３で表されるＥｘｐ関数分布Ｐ（ｋ）としたことを特徴とする請求項３記載の可変分散補償器。
【数３】
2006146097.tif 000019
【請求項７】
前記設定位相分布は、係数Ａを含む数４で表される１次関数分布Ｐ（ｋ）としたことを特徴とする請求項３記載の可変分散補償器。
【数４】
2006146097.tif 000020
【請求項８】
前記位相分布付与部は、前記設定位相分布を可変可能と成していることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の可変分散補償器。
【請求項９】
前記位相分布付与部は少なくともアレイ導波路形成領域の設定領域を加熱する加熱部を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の可変分散補償器。
【請求項１０】
前記光入力導波路もしくは前記光出力導波路の少なくとも一方には、前記可変分散補償回路の透過損失の波長特性を平坦化するための平坦化フィルタが接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の可変分散補償器。
【請求項１１】
前記平坦化フィルタは、前記可変分散補償回路の透過帯域内の波長分散がほぼゼロであることを特徴とする請求項１０に記載の可変分散補償器。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の可変分散補償器と、前記可変分散補償器に接続された分散補償光ファイバとを備えたことを特徴とする可変分散補償デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野に用いられる可変分散補償器およびその可変分散補償器を用いた可変分散補償デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、光通信（光伝送）を行う光伝送路は、その光伝送帯域において正の波長分散を有している。この波長分散による信号光の歪みを抑制するために、従来は、光伝送帯域において負の波長分散を有する分散補償光ファイバを光伝送路に接続し、光伝送路の波長分散を補償していた。この分散補償技術は、信号光の伝送速度が１０Gbit/s以下の光伝送において実用化されつつある。
【０００３】
しかしながら、上述した分散補償技術では、信号光の伝送速度がさらに高速化された場合、適用が困難となる。例えば、信号光の伝送速度が４０Gbit/s以上の場合、上述の分散補償技術よりもさらに正確な分散補償技術が必要となってくる。
【０００４】
また、上述した分散補償光ファイバは、その光ファイバ長で分散補償量を制御する構成となっている。このため、数ps/nm〜数十ps/nm以下の分散補償量が小さい場合の分散補償が困難であり、上述した４０Gbit/s以上の高速伝送に対応した分散補償が難しい。また、分散補償光ファイバによって光伝送路の分散補償を行うためには、光伝送路１本１本にあった長さの分散補償光ファイバをそれぞれの光伝送路に対応させて形成する必要があり、コスト、サイズの面からも好ましくない。
【０００５】
そこで、上述したような状況に対応するため、分散補償光ファイバを利用した従来構成とは異なり構成で分散値を変化させることができる可変分散補償器が研究されるようになった。この可変分散補償器として、例えば、アレイ導波路回折格子型（以下ＡＷＧ型と呼ぶ）の可変分散補償器が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
このＡＷＧ型可変分散補償器は、図１２に示すように、分散補償光ファイバ４０と可変分散補償器４１とを接続して構成される。可変分散補償器４１は、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャンネル導波路４ａから成るアレイ導波路４を備えたアレイ導波路回折格子１１と、アレイ導波路回折格子１１のアレイ導波路４に波長分散発生用の設定位相分布を与える位相分布付与部７とが形成されている。設定位相分布は、アレイ導波路４のチャンネル導波路本数をＭ本（Ｍは正の整数）、チャンネル導波路４ａの配列順に付与したチャンネル導波路番号をｋ（ｋ＝０〜Ｍ−１）とした場合、チャンネル導波路番号ｋの中心（Ｍ−１）／２に対して実質的に線対称となる偶関数的分布とする。
【０００７】
設定位相分布は、図１３に示すように、各アレイ導波路上に位相分布に対応した長さの薄膜ヒータを形成し、熱光学効果によってヒータ下部のアレイ導波路の屈折率を変化させることにより実現している。ここで、アレイ導波路４のチャンネル導波路４ａの本数をＭ本（Ｍは正の整数）、チャンネル導波路４ａの配列順に付したチャンネル導波路４ａの番号をｋ（ｋ＝０〜Ｍ−１）としたとき、アレイ導波路４に形成する位相分布Ｐ（ｋ）を考慮した本回路１２の伝達関数は、（数１）により与えられる。
【０００８】
【数１】
2006146097.tif 000003
【０００９】
ここで、λは波長、Ｈ（λ）は波長λの光の伝達関数、Ａｋ はチャンネル導波路４の光電界振幅、ｎｅｆｆ はチャンネル導波路４ａの等価屈折率、ΔＬは隣り合うチャンネル導波路４ａの光路長差、ｊ＝√（−１）である。
【００１０】
このH（λ）は、可変分散補償器４１の伝達関数となる。H（λ）の位相θ（λ）は（数２）で示される。
【００１１】
【数２】
2006146097.tif 000004
【００１２】
θ（λ）を波長で微分することにより、（数３）で示すように群遅延τが求められる。
【００１３】
【数３】
2006146097.tif 000005
【００１４】
なお、ｃは光速である。
【００１５】
上述した（数１）から（数３）の式を用い、例えば表１に示すパラメータを用いて可変分散補償器を設計する。
【００１６】
【表１】
2006146097.tif 000006
【００１７】
（数１）におけるＡを＋π（ｒａｄ）〜−π（ｒａｄ）の範囲で変化させることにより、図１４に示すような可変分散特性が得られることになる。このときの透過損失スペクトルは、図１５に示すようなガウシアンの波形になる。上記設計では、補償可能な波長分散量は、−２２０〜＋２２０ps/nmであり、補償可能な波長帯域は約０．２ｎｍである。
【００１８】
【特許文献１】特開２００３−２７９９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述した可変分散補償器の分散補償量、分散補償帯域の設計値を変えるためには、表１に記載の線分散を変化させることにより可能となる。図１６は、この線分散と分散補償量、分散補償帯域の関係を示したグラフである。図１６から明らかなように、分散補償量は線分散が大きくなるとそれに比例して大きくなるが、分散補償帯域は線分散が大きくなるにつれ小さくなるというトレードオフの関係にある。従って、例えば40Gbit/s等の高速伝送システムに適用するのに必要な分散補償量と分散補償帯域を両立させることができないという問題があった。
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、信号光の分散補償帯域を保ちつつ、分散補償量を拡大することが可能であり、低損失で透過損失スペクトルの狭窄化が少なく、波形歪みの発生を抑制し、伝送特性の劣化を防止することができる可変分散補償器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第１の発明の可変分散補償器は、基板と、この基板上に形成された可変分散補償回路とを備え、前記可変分散補償回路は、少なくとも１本の光入力導波路と、該光入力導波路の出力側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出力側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャンネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出力側に接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出力側に接続された少なくとも１本の光出力導波路と、前記アレイ導波路に設定位相分布を与える位相分布付与部とを備え、該可変分散補償回路は２つ以上縦列接続されて構成されるものである。
【００２２】
また、本発明の第２の態様は、基板と、この基板上に形成された可変分散補償回路とを備え、前記可変分散補償回路は、少なくとも２本の光入力導波路と、該光入力導波路の出力側に接続された第１のスラブ導波路と、該第１のスラブ導波路の出力側に接続され、互いに設定量異なる長さの複数並設されたチャンネル導波路から成るアレイ導波路と、該アレイ導波路の出力側に接続された第２のスラブ導波路と、該第２のスラブ導波路の出力側に接続された少なくとも２本の光出力導波路とを有する光回路と、該光回路の前記アレイ導波路に設定位相分布を与える位相分布付与部と、前記光入力導波路のうち少なくとも１本の光入力導波路と前記光出力導波路の少なくとも１本の光出力導波路とが接続されてなるものである。
【００２３】
さらに、本発明の第３の態様は、設定位相分布は、アレイ導波路のチャンネル導波路本数をＭ本（Ｍは正の整数）、チャンネル導波路の配列順に付与したチャンネル導波路番号をｋ（ｋ＝０〜Ｍ−１）としたとき、チャンネル導波路番号ｋの中心（Ｍ−１）／２に対して実質的に線対称となる偶関数的分布としたものである。
【００２４】
さらに、本発明の第４の態様は、設定位相分布が係数Ａを含む数１で表される２次関数分布Ｐ（ｋ）としたものである。
【００２５】
【数４】
2006146097.tif 000007
【００２６】
さらに、本発明の第５の態様は、設定位相分布が係数Ａを含む数２で表されるＳｉｎ関数分布Ｐ（ｋ）としたものである。
【００２７】
【数５】
2006146097.tif 000008
【００２８】
さらに、本発明の第６の態様は、設定位相分布が係数Ａを含む数３で表されるＥｘｐ関数分布Ｐ（ｋ）としたものである。
【００２９】
【数６】
2006146097.tif 000009
【００３０】
さらに、本発明の第７の態様は、設定位相分布が係数Ａを含む数４で表される１次関数分布Ｐ（ｋ）としたものである。
【００３１】
【数７】
2006146097.tif 000010
【００３２】
さらに、本発明の第８の態様は、位相分布付与部は設定位相分布を可変可能と成しているものである。
【００３３】
さらに、本発明の第９の態様は、位相分布付与部は少なくともアレイ導波路形成領域の設定領域を加熱する加熱部を有しているものである。
【００３４】
さらに、本発明の第１０の態様は、光入力導波路もしくは光出力導波路の少なくとも一方には、可変分散補償回路の透過損失の波長特性を平坦化するための平坦化フィルタが接続されているものである。
【００３５】
さらに、本発明の第１１の態様は、平坦化フィルタは、可変分散補償回路の透過帯域内の波長分散がほぼゼロのものである。
【００３６】
さらに、本発明の第１２の態様は、上述したいずれか一つの可変分散補償器と、可変分散補償器に接続された分散補償光ファイバとを備えたものである。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の可変分散補償器によれば、可変分散補償回路が複数縦列接続して構成されるので、可変分散補償器の回路パラメータを変えることなく、可変分散補償回路に信号光を複数回透過させることが可能となる。この結果、信号光の分散補償帯域を保ちつつ、分散補償量を拡大することができる。
【００３８】
また、本発明の可変分散補償器によれば、可変分散補償回路は光入力導波路のうち少なくとも１本の光入力導波路と、前記光出力導波路の少なくとも１本の光出力導波路とが光学的に接続されて構成されるので、同一の可変分散補償回路を複数回透過させる際に透過中心波長を正確に一致させることが可能となり、低損失で透過損失スペクトルの狭窄化が少ない可変分散補償器を提供することができる。
【００３９】
更に、本発明の可変分散補償器によれば、可変分散補償回路に平坦化フィルタを接続した構成なので、信号光の透過帯域の損失スペクトルを平坦化することが可能となり、波形歪みの発生しにくい光伝送ができる。
【００４０】
更に、本発明の可変分散補償器によれば、接続された平坦化フィルタの波長分散がほぼゼロなので、平坦化フィルタの波長分散による影響を抑制することが可能となり、伝送特性の劣化のない光伝送ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略又は簡略化する。
【００４２】
図１には、本発明に係る可変分散補償器の第１実施形態例の要部構成図が模式的に示されている。図１に示す本実施形態例の可変分散補償器１００は、基板１０１上に、同じ構成の可変分散補償回路１０２が２個、縦列接続された構造となっている。なお、可変分散補償回路１０２は、石英系ＰＬＣで作製され、１本の光入力導波路１０４と、光入力導波路１０４の出力側に接続された第１のスラブ導波路１０６と、第１のスラブ導波路１０６の出力側に接続され互いに設定量異なる長さを有する複数並設されたチャンネル導波路１０８から成るアレイ導波路１１０と、アレイ導波路１１０の出力側に接続された第２のスラブ導波路１１２と、第２のスラブ導波路１１２の出力側に接続された１本の光出力導波路１１４と、第１のスラブ導波路１０６と第２のスラブ導波路１１２の間に形成されたアレイ導波路１１０の一部に設けられチャンネル導波路１０８毎に設定位相分布を与える位相分布付与部１１６とから構成されている。
【００４３】
図１に示す可変分散補償器１００の分散特性は、２個の可変分散補償回路１０２が有する分散特性の和となる。この可変分散補償器１００の分散特性の測定結果を図２に、透過損失スペクトルを図３にそれぞれ示す。図２から明らかなように、本実施形態の可変分散補償器１００は、図１４に示す従来の可変分散補償器の性能と比較すると、ほぼ同等の分散補償帯域を維持しつつ、分散補償量が拡大されていることがわかる。図１に示す可変分散補償器１００では、分散補償量が−４４０〜＋４４０ps/nmの範囲で可変であり、分散補償帯域は約０．１８nmであった。
【００４４】
なお、可変分散補償器１００は、波長フィルタ特性を示す可変分散補償回路１０２を２回通過させ、２個の可変分散補償回路１０２の透過中心波長が約0.05nm異なっていたため、透過損失スペクトルの狭窄化、損失増加が見られている。また、分散補償帯域が単独のAWG型可変分散補償器の2倍よりも若干狭くなっている（２個の可変分散補償回路１０２の透過中心波長が異なっている影響と考えられる）。このため、これらの影響により伝送特性劣化が発生する恐れがあるが、搬送波抑圧Return to Zero（CS-RZ；Carrier Suppressed Return to Zero）変調や、光単側波帯（ＳＳＢ；Single Side Band amplitude modulation）変調、光残留側波帯（ＶＳＢ；Vestigial Side Band modulation）変調等、占有波長帯域を抑制可能な変調方式による光伝送を行うことにより、解決することができる。
【００４５】
なお、図１に示す本実施形態では、２個の可変分散補償回路１０２が１チップ（一つの基板１０１）上に集積化されているが、本発明はこれに限られることは無い。例えば、図示しないが、別々のチップ（基板１０１）上に形成された２個の可変分散補償回路１０２を、直接または光ファイバー等で光学的に接続させても良い。このような構成にすると、各可変分散補償回路１０２を別々に温調することが可能となり、両回路の透過中心波長のズレをより小さくすることが出来る。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態例について説明する。
図４（ａ）には、本発明の可変分散補償器の第２の実施形態例を示す要部構成図が模式的に示されている。なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）における光入力導波路１０４と入力側の第１のスラブ導波路１０６との接続部を示す要部拡大図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）における光出力導波路１１４と出力側の第２のスラブ導波路１１２との接続部を示す要部拡大図である。
【００４７】
本実施形態の可変分散補償器１２０は、図１２に示す従来の構成に加え、第１のスラブ導波路１０６と第２のスラブ導波路１１２とが、アレイ導波路１１０とは異なる別の光導波路１２２で接続されている点で異なっている。
【００４８】
すなわち、本実施形態は、図４（ｂ）に示すように、入力側の第１のスラブ導波路１０６の入力側の端面には、第１のスラブ導波路１０６の焦点位置１２４に対してアレイ導波路１１０の外側方向（紙面上では向かって左側）に光入力導波路１０４が接続され、アレイ導波路１１０の内側方向（紙面上では向かって右側）に光導波路１２２の入力端１２２ａが接続されている。また、図４（ｃ）に示すように、出力側の第２のスラブ導波路１１２の出力側の端面には、第２のスラブ導波路の焦点位置１２６に対してアレイ導波路１１０の内側方向（紙面上では向かって左側）に光導波路１２２の出力端１２２ｂが接続され、アレイ導波路１１０の外側方向（紙面上では向かって右側）に光出力導波路１１４が接続されている。
【００４９】
光入力導波路１０４と光導波路１２２の入力端１２２ａは、第２のスラブ導波路１１２の焦点位置１２４に対して対称な位置に接続され、光出力導波路１１４と光導波路１２２の出力端１２２ｂは、第２のスラブ導波路１１２の焦点位置１２６に対して対称な位置に接続されている。なお、図４（ａ）に示す可変分散補償器１２０では、光入力導波路１０４を外部からの入力用の光導波路とし、光出力導波路１１４を外部への出力用の光導波路としている。
【００５０】
上述のように、第１、第２のスラブ導波路１０６、１１２の焦点位置１２４、１２６に対し、対称な位置に形成された２組の光入出力導波路（１０４と１２２、１１４と１２２）を有する構成によれば、光入力導波路１０４から信号光を可変分散補償回路１２１に入力して光導波路１２２の出力端１２２ｂから出力した場合の光学特性と、光導波路１２２の入力端１２２ａから入力して光出力導波路１１４から出力した場合の光学特性とがほぼ同一となる。この光学特性とは、透過損失スペクトル、分散等のことである。
【００５１】
このような構成にすることで、同一の可変分散補償回路１２１を、２回通過させるのと同じ効果が得られるため、第１の実施例と同様に、分散補償帯域を維持しつつ、分散補償量を１回通過する場合に比べて２倍にすることができる。更に、同一の可変分散補償回路１２１を使用するため、駆動電力は１回路分でよく、また上述のように設計しておくことで透過中心波長は自動的に一致するので、透過中心波長を合わせる手間も省くことができる。更に、図１と図４（ａ）との比較で明らかなように、実施例１の構成と比較してチップサイズを約半分にすることができる。
【００５２】
図５は図４（ａ）に記載の可変分散補償器１２０による分散特性の測定結果であり、図６は透過損失スペクトルである。図５からわかるように、分散特性は、従来例とほぼ同じ分散補償帯域を維持しつつ、分散補償量を約２倍に拡大することができる。具体的に説明すると、分散補償量は−４４０〜＋４４０ps/nmが得られ、分散補償帯域は約0.20nmが得られた。また、図６に示すように透過損失スペクトルは、実施例１よりもやや広く且つ低損失に保つことが出来ていることがわかる。これは、２個の可変分散補償回路の中心波長差による狭窄化・損失増加が避けられたためだと考えられる。
【００５３】
上述したように、第２の実施形態は、第１の実施形態に加え、さらに、駆動電力の低減、透過損失スペクトルの拡大、損失抑制、小型化等の効果が得られる。
【００５４】
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照して説明する。
本実施形態は、第２の実施形態を更に改良した可変分散補償器１３０であり、可変分散補償回路１２１に平坦化フィルタ１３２を接続した構成である。可変分散補償回路１２１は、ガウシアン的な波長フィルタ特性を示すため、信号光を例えば２回透過させることにより、透過損失スペクトルの狭窄化が生じる恐れがある。このため、可変分散補償回路１２１の透過帯域付近において、可変分散補償回路１２１が有する透過損失スペクトル形状と逆方向のスペクトル形状を示す平坦化フィルタ１３２を設置することにより、前述した透過損失スペクトルの狭窄化を補償し、スペクトルの平坦化を図っている。なお、平坦化フィルタ１３２としては、原理上、波長分散が発生しないものを使用することとして、可変分散補償器１３０の分散補償動作に影響を与えないような構成としている。
【００５５】
次に、図７を参照して、第３実施形態の可変分散補償器１３０の構成を具体的に説明する。この可変分散補償器１３０は、第２の実施形態による可変分散補償回路１２１の後段に、マッハツェンダー干渉計１３２ａ、１３２ｂで構成された平坦化フィルタ１３２をさらに設置させて構成されている。この平坦化フィルタ１３２は、カプラの結合率=約５〜４０％程度、干渉計アーム間位相差を可変分散補償回路１２１の自由スペクトル領域程度〜自由スペクトル領域の数１０倍程度となる値とし、可変分散補償回路１２１の透過帯域付近において、可変分散補償回路１２１が有する透過損失スペクトル形状と逆方向のスペクトル形状を示す２×２マッハツェンダー干渉計１３２ａ、１３２ｂを、２段カスケード接続して構成されている。１段目の２×２マッハツェンダー干渉計１３２ａは、長いアーム側の入出力導波路１３４を使用し、２段目の２×２マッハツェンダー干渉計１３２ｂは、短いアーム側の入出力導波路１３６を使用している。
【００５６】
次に、図８を参照して、平坦化フィルタ１３２を構成する２×２マッハツェンダー干渉計１３２ａ、１３２ｂについて説明する。図８は、平坦化フィルタ１３２を構成している２×２マッハツェンダー干渉計１３２ａ、１３２ｂの１段分の構成図である。図８に示す２×２マッハツェンダー干渉計１３２ａ、１３２ｂは、２本の導波路アーム間の位相差をφ、2個の方向性結合器の位相をθとすると、図８のポートａから入力されポートｃから出力する経路ａ−ｃの伝達関数Ｔａ−ｃと、ポートｂから入力されポートｄから出力する経路ｂ−ｄの伝達関数Ｔｂ−ｄは、それぞれ数４、数５で表される。
【００５７】
【数８】
2006146097.tif 000011
【００５８】
【数９】
2006146097.tif 000012
【００５９】
また、各経路の結合率ηa-c，ηb-d，及び通過後の位相Ψa-c，Ψb-dは各式の実部と虚部を用いると、それぞれ（数６）から（数９）で表される。
【００６０】
【数１０】
2006146097.tif 000013
【００６１】
【数１１】
2006146097.tif 000014
【００６２】
【数１２】
2006146097.tif 000015
【００６３】
【数１３】
2006146097.tif 000016
【００６４】
（数６）〜（数９）より明らかなように、経路ａ−ｃと経路ｂ−ｄでは結合率特性は等しく、位相特性は正負反転の関係となっている。このため、同じ構成の２つのマッハツェンダー干渉計の経路ａ−ｃと経路ｂ−ｄを接続することで、位相特性が相殺され、波長分散を発生させない波長フィルタを構成することができる。
【００６５】
図９は、上述のようにして構成された平坦化フィルタの一例として、平坦化フィルタを構成するカプラの結合率を約１７％、干渉計アーム間位相差を約６０００μｍとした時の透過波長スペクトルを示すグラフである。図９からわかるように、透過帯域付近において、ほぼ図６の逆のスペクトル形状が実現できている。
【００６６】
図１０は平坦化フィルタ通過後の分散特性の測定結果を示し、図１１は透過損失スペクトルを示している。図１０に示すように、分散特性の測定結果は、従来例とほぼ同じ分散補償帯域を維持しつつ、分散補償量を約２倍に拡大することができている。具体的に説明すると、分散補償量は−４３０〜＋４３５ps/nmが得られ、分散補償帯域は約0.20nmが得られた。さらに、図１１に示すように透過損失スペクトルは、透過中心波長での損失が約７ｄＢ増加しているものの、透過帯域はほぼ平坦化されていることがわかる。これにより、波形歪みの発生しにくい光伝送が可能となる。
【００６７】
なお、上記実施例においては、表１に示した設計パラメータを用い、石英系ＰＬＣを用いて作製したが、本発明の効果はこれらパラメータや材質に制限されることは無く、求められる分散補償量・分散補償帯域等の特性や、信頼性・コスト等を鑑みて適宜選択することが出来る。例えば、線分散やΔLといった可変分散補償回路パラメータを制御（変更）することにより、前述の通り、分散補償量や分散補償帯域を調整できるので、種々の要求特性を満足することができる。また、石英系PLCの代替としてはポリマー導波路や半導体導波路を回路全体ないし一部に適用可能であり、この場合、石英系ガラスより大きな熱光学定数を有するため消費電力・応答速度を低減することができる。また、電気光学効果や磁気光学効果を有する導波路も回路全体ないし一部に適用可能であり、この場合、更に応答速度を改善でき、またヒータの熱による透過波長変動等の問題を改善することができる。
【００６８】
また、分散補償量を増大させるために、上述した実施形態では、可変分散補償回路に信号光を２回通過させているが、この通過させる回数は限定されるものではない。たとえば、３回、４回・・・ｎ回通過させても良い。つまり、可変分散補償回路をｎ回通過させることにより、可変分散補償回路を１回通過させた時の分散補償量の約ｎ倍の分散補償量が得られることになる。しかしながら、通過回数が多くなるにつれ、上述のように透過損失スペクトルの狭窄化・損失増加が顕著になるため、必要な透過帯域等を鑑みて通過回数を決定することが必要である。
【００６９】
さらに、上述の実施形態２、３において、第１、第２の入出力導波路はスラブ導波路の焦点位置に対して互いに対称な配置としたが、配置構造はこれに限定されるものではない。第１の入力導波路から入力して第１の出力導波路から出力する光の透過中心波長と、第２の入力導波路から入力して第２の出力導波路から出力する光の透過中心波長とがほぼ一致するようにすれば良く、線分散量等の設計パラメータを鑑みて適宜位置を決定すればよい。但し、１回目と２回目のＡＷＧ通過時の光学特性の同一性を高めるためには、実施例２、３のような構成とする方がより望ましい。
【００７０】
さらに、実施例３では、マッハツェンダー干渉計型の平坦化フィルタを設置しているが、平坦化フィルタはこれに限らず、たとえばリング共振器やラティスフィルタなど、可変分散補償回路の透過損失スペクトルの逆方向形状（逆スペクトル）が実現できれば良い。また、導波路型ではないエタロン等の平坦化フィルタを光学的に接続させても構わない。さらに、平坦化フィルタの設置位置は、可変分散補償回路の前段、後段、両方、１回目の可変分散補償回路の通過後、もしくは２回目の可変分散補償回路の通過前など、様々な位置に設置することができる。さらに、このような平坦化フィルタによる透過損失スペクトルの拡大技術は、実施例１、２の構成にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態の概略構成図である。
【図２】図１に示す本発明の一実施形態の分散特性を示すグラフである。
【図３】図１に示す本発明の一実施形態の透過損失スペクトルを示すグラフである。
【図４】（ａ）は本発明の一実施形態の概略構成図、（ｂ）および（ｃ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図５】図４に示す本発明の一実施形態の分散特性を示すグラフである。
【図６】図４に示す本発明の一実施形態の透過損失スペクトルを示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態の概略構成図である。
【図８】図７に示す本発明の一実施形態の要部拡大図である。
【図９】図７に示す本発明の一実施形態の透過波長スペクトルを示すグラフである。
【図１０】図７に示す本発明の一実施形態の分散特性を示すグラフである。
【図１１】図７に示す本発明の一実施形態の透過損失スペクトルを示すグラフである。
【図１２】従来の可変分散補償器の概略構成図である。
【図１３】図１２に示す従来の可変分散補償器の概略説明図である。
【図１４】図１２に示す従来の可変分散補償器の分散特性を示すグラフである。
【図１５】図１２に示す従来の可変分散補償器の透過損失スペクトルを示すグラフである。
【図１６】図１２に示す従来の可変分散補償器の線分散、分散補償量および分散補償帯域の関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
１００、１２０、１３０  可変分散補償器
１０１  基板
１０２  可変分散補償回路
１０４  光入力導波路
１０６  第１のスラブ導波路
１０８  チャンネル導波路
１１０  アレイ導波路
１１２  第２のスラブ導波路
１１４  光出力導波路
１１６  位相分布付与部
１２１  可変分散補償回路
１２２  光導波路
１２２ａ  入力端
１２２ｂ  出力端
１２４、１２６  焦点位置
１３２  平坦化フィルタ
１３２ａ、１３２ｂ  マッハツェンダー干渉計
１３４、１３６  入出力導波路
【図１】
2006146097.tif 000021
【図２】
2006146097.tif 000022
【図３】
2006146097.tif 000023
【図４】
2006146097.tif 000024
【図５】
2006146097.tif 000025
【図６】
2006146097.tif 000026
【図７】
2006146097.tif 000027
【図８】
2006146097.tif 000028
【図９】
2006146097.tif 000029
【図１０】
2006146097.tif 000030
【図１１】
2006146097.tif 000031
【図１２】
2006146097.tif 000032
【図１３】
2006146097.tif 000033
【図１４】
2006146097.tif 000034
【図１５】
2006146097.tif 000035
【図１６】
2006146097.tif 000036